Tętnica poboczna promieniowa powstaje jako odgałęzienie tętnicy ramiennej głębokiej. Jego ścieżka biegnie za kością ramienną, która jest jedyną kością ramienia. Następnie tętnica opada w dół bocznej części kości ramiennej. Odnosi się to do obszaru kości ramiennej, który jest najbardziej oddalony od linii środkowej ciała. Kończy się, gdy dzieli się na dwie gałęzie. Te gałęzie przemieszczają się odpowiednio w kierunku przedniej i tylnej części ramienia. Tętnica znajduje się w obrębie profunda brachii. Jest to również znane jako tętnica ramienna głęboka. Profunda brachii to określenie na rozległe naczynie wychodzące zarówno z tylnego, jak i bocznego odcinka tętnicy ramiennej, tuż poniżej dolnej krawędzi mięśnia łokciowego większego. Profunda brachii biegnie wzdłuż nerwu promieniowego. Następnie biegnie w rowku, który nazywa się rowkiem promieniowym. Zapewnia również mięśnie naramienne kilkoma gałęziami.